静电式MEMS法珀滤波器及成像装置的制作方法

本申请涉及光学器件及微机电，具体而言，涉及一种静电式mems法珀滤波器及成像装置。

背景技术：

1、法珀滤波器是一种基于干涉原理的光学滤波器，其谐振腔（f-p腔）两端分别设置高反镜，能够实现对入射光的选频分光，将入射的连续宽光谱转变为具有特定光波长的准分立谱透射而出。并且，通过调节两个高反镜的间距，能够改变f-p腔的腔长，从而实现一定范围内波长的连续可调。法珀滤波器具有光谱分辨率极高的特点，能够广泛的应用于精密测试仪器、光谱成像、气体探测等领域。

2、现有法珀滤波器的驱动方式主要有：静电驱动、热驱动和电磁驱动。由于静电驱动具有结构简单、体积小、易于控制的特点，因此应用最为广泛。静电驱动具体是通过施加驱动电压驱动可动镜向固定镜方向偏转，调节电压大小即可改变f-p腔的腔长，从而实现波长调谐。但是，采用静电驱动方式时，f-p腔的腔长变化范围不能超过初始腔长三分之一，超过初始腔长的三分之一会造成可动镜与固定镜静电吸合，使得谐振腔的腔长调节范围受限。若要扩大调谐范围，则需要采用更大的f-p腔并需要更大的驱动电压，这势必会导致器件结构尺寸和功耗增加，不利于器件的微型化设计和系统集成。

技术实现思路

1、本申请实施例至少提供一种静电式mems法珀滤波器及成像装置，能够改善当前法珀滤波器的谐振腔腔长调节范围受限的问题。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种静电式mems法珀滤波器，包括：固定板、可动镜、固定镜、第一静电驱动组件和第二静电驱动组件；其中，

3、所述固定板、所述可动镜与所述固定镜相互平行并沿第一方向间隔排布；

4、所述第一静电驱动组件设置于所述固定板和所述可动镜之间，并能够通电以驱使所述可动镜向远离所述固定镜的方向移动；

5、所述第二静电驱动组件设置于所述固定镜和所述可动镜之间，并能够通电以驱使所述可动镜向靠近所述固定镜的方向移动。

6、在上述结构中，第一静电驱动组件和第二静电驱动组件能够形成静电引力，使得可动镜能够向靠近固定镜的方向以及远离固定镜的方向移动，从而能够通过双向驱动方式扩大器件的波长调谐范围，以改善当前静电式法珀滤波器的谐振腔腔长调节范围受限的问题，并且能够避免因通过增大谐振腔来扩大调谐范围而导致结构尺寸及驱动电压增大的问题，有利于降低能耗。

7、在一种可选的实施方式中，所述第一静电驱动组件和所述第二静电驱动组件均采用平行板电容器结构。

8、在一种可选的实施方式中，所述第一静电驱动组件包括第一固定电极和第一可动电极，所述第一固定电极设置于所述固定板，所述第一可动电极设置于所述可动镜并与所述第一固定电极平行相对；

9、所述第二静电驱动组件包括第二固定电极和第二可动电极，所述第二固定电极设置于所述固定镜，所述第二可动电极设置于所述可动镜并与所述第二固定电极平行相对。

10、在一种可选的实施方式中，所述第一可动电极和所述第二可动电极分别设置于所述可动镜的相对两侧。

11、在一种可选的实施方式中，所述第一固定电极、所述第一可动电极、所述第二固定电极和所述第二可动电极均由导电材料沉积形成。

12、在一种可选的实施方式中，所述第一固定电极、所述第一可动电极、所述第二固定电极和所述第二可动电极均采用环形结构，所述环形结构的轴线与所述可动镜的轴线相重合。

13、在一种可选的实施方式中，所述固定镜、所述可动镜和所述固定板均采用半导体材料制成。

14、在一种可选的实施方式中，所述静电式mems法珀滤波器还包括第一增透膜和第二增透膜，所述第一增透膜设置于所述可动镜，所述第二增透膜设置于所述固定镜。

15、第二方面，本申请实施例还提供一种成像装置，包括前文所述的静电式mems法珀滤波器。

16、在上述结构中，第一静电驱动组件和第二静电驱动组件能够形成静电引力，使得可动镜能够向靠近固定镜的方向以及远离固定镜的方向移动，从而能够通过双向驱动方式扩大器件的波长调谐范围，以改善当前静电式法珀滤波器的谐振腔腔长调节范围受限的问题，并且能够避免因通过增大谐振腔以扩大调谐范围而导致结构尺寸及驱动电压增大的问题，有利于降低能耗。

17、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种静电式mems法珀滤波器，其特征在于，包括：固定板、可动镜、固定镜、第一静电驱动组件和第二静电驱动组件；其中，

2.根据权利要求1所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一静电驱动组件和所述第二静电驱动组件均采用平行板电容器结构。

3.根据权利要求2所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一静电驱动组件包括第一固定电极和第一可动电极，所述第一固定电极设置于所述固定板，所述第一可动电极设置于所述可动镜并与所述第一固定电极平行相对；

4.根据权利要求3所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一可动电极和所述第二可动电极分别设置于所述可动镜的相对两侧。

5.根据权利要求3所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一固定电极、所述第一可动电极、所述第二固定电极和所述第二可动电极均由导电材料沉积形成。

6.根据权利要求5所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一固定电极、所述第一可动电极、所述第二固定电极和所述第二可动电极均采用以下材料中的一种：铝、铜、钛、金、镍、铂、铬、钼、多晶硅和重掺杂的单晶硅。

7.根据权利要求3所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述第一固定电极、所述第一可动电极、所述第二固定电极和所述第二可动电极均采用环形结构，所述环形结构的轴线与所述可动镜的轴线相重合。

8.根据权利要求1所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述固定镜、所述可动镜和所述固定板均采用半导体材料制成。

9.根据权利要求1所述的静电式mems法珀滤波器，其特征在于，所述静电式mems法珀滤波器还包括第一增透膜和第二增透膜，所述第一增透膜设置于所述可动镜，所述第二增透膜设置于所述固定镜。

10.一种成像装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的静电式mems法珀滤波器。

技术总结
本申请提供了一种静电式MEMS法珀滤波器及成像装置。静电式MEMS法珀滤波器包括：固定板、可动镜、固定镜、第一静电驱动组件和第二静电驱动组件；第一静电驱动组件能够通电以驱使可动镜向远离固定镜的方向移动；第二静电驱动组件能够通电以驱使可动镜向靠近固定镜的方向移动。在上述结构中，第一静电驱动组件和第二静电驱动组件能够形成静电引力，从而使可动镜向靠近固定镜的方向以及远离固定镜的方向移动，从而能够通过双向驱动方式扩大器件的波长调谐范围，以改善当前静电式法珀滤波器的谐振腔腔长调节范围受限的问题，并且能够避免因通过增大谐振腔以扩大调谐范围而导致结构尺寸及驱动电压增大的问题，有利于降低能耗。

技术研发人员：张萌,曹静,王伟平,胡小燕
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司信息科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15